DE1873854U - Stopfbuchsenloses elektroventil. - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE ^JtUJ

DIPL-ING. LUDEWIG · DIPL.-PHYS. BUSE · 56 WUPPERTAL-BARMEN

Kennwort: Stopfbuchsenloses Elektro-

ventil

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Elemag-Anstalt, Vaduz ( Fürstentum Liechtenstein )

Stopfbuohsenloses llektroventil

Die Erfindung betrifft ein stopfbuchsenloses Elektroventil, bei dem der Ventilkörper mit einem unter der Einwirkung einer Erregerspule stehenden Magnetanker verbunden ist und durch eine in einem Magnetkern angeordnete Feder von einstellbarer Kraft in Sichtung auf seinen Sitz hin gedrückt wird.

Bekannte Elektroventile dieser Art haben den lachteil, nicht genügend genau und vor allem auch nicht während des Betriebes selbst auf den Betriebsdruck des Fluidums und auf die maximal gewünschte Durchlaufsmenge eingestellt werden zu können. Die Erfindung behebt diesen lachteil dadurch, dass die Breite eines im Schliesszustand des Ventils zwischen dem Magnetkern und dem durch einen Pederbalg gegenüber dem Inneren des Ventilgehäuses abgedichteten Magnetanker bestehenden Luftspaltes einstellbar ist«

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt.

Das dargestellte Ventil umfasst ein Ventilgehäuse 1, das einen Eintrittsstutzen 2, einen mit demselben in Flucht liegenden Aus-

trittsstutzen 3 und eine Zwischenwand 4 aufweist. Die Zwischenwand 4 ist mit einer Bohrung 5 versehen, deren oberer Rand den Sitz 6 für einen kugelförmigen Ventilkörper 7 bildet. Der Eintritts- und der Austrittsstutzen sind mit Anschluss-Innengewinden 8, bzw. 9 versehen. Das Ventilgehäuse 1 weist noch einen dritten Stutzen 1o auf, der zu den Stutzen 2 und 3 senkrecht steht und mit der Bohrung 5 in Flucht liegt.

Der Stutzen 1o ist mit einem Anschlussflansch 11 versehen, an den unter Zwischenlage einer Dichtung 12, die in einer Ringnut 13 dieses Flansches angeordnet ist, und eines Flanschringes 14, ein Spulengehäuse 15 mittels Schrauben 16 befestigt ist. In der zentralen Bohrung 17 des Flanschringes 14 ist ein zylindrischer Magnetanker 18 achsial verschiebbar, dessen unteres Ende bei 19 mit dem oberen Ende eines Schaftes 2o verschraubt ist, dessen unteres Ende zu dem kugelförmigen Ventilkörper 7 ausgebildet ist. Auf dem Ventilschaft 2o sitzt ein abgestufter Ringflansch 21 fest, der jedoch auch mit dem Schaft 2o aus einem Stück bestehen kann. Mit den Ringflansehen

14 und 21 sind die beiden Enden eines metallischen lederbalges 22 verlötet, der das untere Ende des Magnetankers umfasst und in der Bohrung 23 des Stutzens 1o angeordnet ist. Der Magnetanker 18, der Stutzen 1o, Der Balg 22, der Ventilschaft 2o, die Flanschringe 14 und 21 und die Bohrung 5 sind somit miteinander koachsial.

Das Spulengehäuse 15 enthält eine relativ kleine Erregerspule 24 eines Elektromagneten, dessen Magnetkreis hauptsächlich durch das aus Eisen bestehende Gehäuse 15 selbst gebildet wird. Das Gehäuse

15 weist einen Boden 25, einen Deckel 26 und einen Mantel 27 auf, der bei 28, bzw. 29 mit dem Boden 25, bzw. dem Deckel 26 verschraubt ist. Die Brregerspule 25 ist auf einem isolierenden Spulenrohr

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aufgewickelt, das mit zwei ebensolchen Flanschen 31 und 32 versehen ist, von denen der untere über eine elastische Zwischenlage 33 am Boden 25 und der obere direkt am Deckel 26 anliegt. Die Enden des Spulendrahtes sind mit den beiden Anschlussklemmen 34 verbunden.

In das Spulenrohr 3o ragt von unten, etwa bis zur halben Höhe, ein Rohr 35 aus Messing oder anderem nicht-f erromagnetischem Material hinein, dessen unteres Ende am Gehäuseboden 25 befestigt ist und das zur führung des Magnetankers 18 dient. In das Spulenrohr 3o ragt von oben ein Magnetkern 36 hinein der ausserhalb des Spulenrohres 3o mit einem Aussengewinde 37 versehen dst, das in ein entsprechendes Innengewinde einer zentralen Bohrung 38 des Deckels 26 eingeschraubt ist. Auf dem Aussengewinde 37 ist eine Kappe 39 aufgeschraubt, nach deren Entfernung ein am oberen Ende des Magnetkernes _ 36 vorgesehener Querschlitz 4o für das Eingreifen eines Schraubenziehers zugänglich ist.

Um den Magnetkern 36 mittels des Schraubenziehers verstellen zu können, ist aber vorher auch noch eine auf dem Aussengewinde 37 sitzende Kontermutter 41 zu lösen, die bei aufgeschraubter Kappe 39 verdeckt in einer Rignut 42 derselben liegt.

Der Magnetkern 36 ist seiner ganzen länge nach durchbohrt und in seiner Bohrung 43 ist ein achsial verschiebbarer Druckbolzen 44 aus nicht-ferromagnetischem Material angeordnet, der unten mit einem Kopf 45 versehen ist. Eine in der Bohrung 43 auf dem Druckbolzen angebrachte Druckfeder 46 stützt sich oben an einem Gewindezapfen 47 ab, der in ein Innengewinde 48 der daselbst etwas erweiterten

Bohrung 43 eingeschraubt ist, während sie sich unten an dem Kopf abstützt und dadurch letzteren mit dem oberen Ende des Magnetankers 18 in Berührung hält. Der Gewindezapfen 47 ist mit einer zur Führung des Druckbolzens 44 dienenden Achsialbohrung 49 versehen, sowie mit einem Querschlitz 5o, der zum Ansetzen eines Schraubenziehers dient, dessen Schneide mit einer Aussparung für das obere Ende des Druckbolzens 44 "versehen sein muss.

Das beschriebene Elektroventil arbeitet wie folgt: In der dargestellten Schliesslage muss der Druck der Feder 46 so gross sein, dass er über den Kopf 45 auf dem Magnetanker 18 einwirkend, den von unten über den Ventilkörper 7 auf diesen Magnetanker 18 einwirkenden Überdruck der Flüssigkeit mit Sicherheit übersteigt. Die Kraft der leder 46 wird durch Einstellung der lage des hohlen G-ewindezapfens 47 auf den erforderlichen Wert eingestellt.

Ist der Überdruck der Flüssigkeit bei geschlossenem Ventil auf seiner Eintrittsseite gegenüber seiner Austrittsseite relativ gross, beträgt er z.B. etwa 1o atü., so ist auch eine relativ grosse Kraft von z.B. etwas über 2o kg nötig, um den Ventilkörper 7 von seinem Sitz 6 abzuheben, wobei angenommen wird, dass die Querschnitt-

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flächen der Bohrung 5 etwa 2cm gross ist. Um eine so grosse magnetische Kraft mit der relativ kleinen Spule 24 zu erzeugen, wird der Magnetkern 36 verhältnismässig weit in die Gewindebohrung 38 des Deckels 26 eingeschraubt, so dass die Breite s des Luftspaltes zwischen Magnetanker 18 und Magnetkern 36 klein ist. Im Moment, da sich der Ventilkörper 7 etwas von seinem Sitz 6 abhebt, fällt der auf diesen Ventilkörper 7 von unten nach oben wirkende Druck sehr stark ab, indem der Druckabfall vom 10 atü. sich nun

über die ganze Leitung verteilt und der grösste Teil dieses Druckabfalles an der Bohrung 5 der Zwischenwand 4 auftritt. Andererseits wirkt nun aber der austrittsseitig der Bohrung 5 auftretende Druck nicht nur auf den Ventilkörper 7, sondern auch auf den den Boden des Balges 22 bildenden llanschring 21. Der nach unten wirkende Druck der leder 46 und der im Spaltraum angeschlossenen Luft, welcher Druck mit abnehmender Luftspaltbreite s wächst, die nach oben wirkende Magnetkraft, die bei gleichbleibenden Erregerstrom mit abnehmender Luftspaltbreite s ebenfalls, und zwar etwas stärker wächst, und der ebenfalls nach oben wirkende hydraulische Druck, der mit abnehmender Luftspaltbreite leicht abnimmt, halten einander derart das Gleichgewicht, dass eine Zunahme des Erregerstromes nötig ist, um das Yentil auszusteuern, d.h. den Yentilkörper 7 von seiner Schliesslage in seine maximale Öffnungslage zu bringen, die durch das Anschlagen des Magnetkerns 8 am Magnetkern 36 begrenzt ist.

Wenn der in der Schliesslage des Ventilkörpers 7 herrschende Überdruck relativ klein ist, z.B. 1 atü. beträgt, ist der Druck der leder 46 nur auf etwas über 2 kg einzustellen. Dann muss man den Magnetkern 36 so einstellen, dass die Luftspaltbreite s in der Schliesslage entsprechend grosser ist als im zuerst betrachteten lalle, so dass sich das Ventil wieder etwa beim gleichen Erregerstrom zu Öffnen beginnt, wie vorher. In beiden lallen wird man bei richtiger Einstellung der Lage des Magnetkernes 36 in Bezug auf den Deckel 26 und der Lage des hohlen Zapfens 47 in Bezug auf den Magnetkern 36 eine sehr gleiehmässig verlaufende Regelcharakteristik

erzielen, so dass die durchlaufende llüssigkeitsmenge durch Einstellen des Erregerstromes eindeutig und sehr genau eingestellt werden kann und der Ventilkörper 7 ohne zu llattern seine einge-

stellte Lage "beibehält ·

Es ist hervorzuheben, dass eine Einstellung, bzw. eine Nachstellung des Magnetkernes 36 und des Zapfens 47, bzw. der Kraft die Feder 48, jederzeit während des Betriebes vorgenommen werden kann, da der Federbalg 22 ein Vordringen der Flüssigkeit zu den zu verstellenden Seilen und somit ein Eindringen von Flüssigkeit in die Regulierverschraubungen verhindert. Es kann also beim Regulieren auch keine Flüssigkeit durch die Regulierversohraubungen hindurch lecken und ferner können sich in denselben auch keine Vertrustungen durch Ablagerung von in der Flüssigkeit in Lösung enthaltenen Fremdstoffen bilden. Me während des Betriebes durchführbare, äusserst feinfühlige und leichte Einstellung des Schliessdruckes und der maximalen Ventilöffnung stellt einen grossen Vorteil des beschriebenen Ventils dar gegenüber ähnlichen, ebenfalls stopfbuchsenlosen Ventilen, bei denen der Magnetanker z.B. in einem teilweise aus magnetisierbarer! und teilweise aus unmagnetisierbarem Material bestehenden, von der Erregerspule umgebenen Hohlkörper angeordnet ist, in dessen Inneres die Flüssigkeit eindringen kann. Ausserdem kommt man infolge der genaueren Einstellbarkeit mit einer erheblichen kleineren Erregerspule aus als bei bekannten Elektr©ventilen.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, den Durchmesser des Bodens des Balges22,also den Aussendurchmesser des Ringflansches 21, erheblich grosser zu machen als den Durchmesser der Ventildurehgangsbohrung 5, z.B. mehr wie doppelt so gross, ( wie in der vorliegenden! Figur ) vorzugsweise minclenstens 1,5-mal so gross. Es sei ferner

noch darauf hingewiesen, dass der unbelastete Federbalg 22 innenseitig mindestens nahezu am unteren Teil des Magnetankers 18 anliegt. Bei Belastung des 3?ederbalges, dh. wenn unter dessen Boden 21 ein Überdruck herrscht, legt sieh der Federbalg 22 dann innenseitig ganz an den Magnetanker an, wobei letzterer als Stütze
des Federbalges dient.

Claims (8)

1. Patentanwälte P.A. 2948 4

   DiPL-ING. LUDEWIG· dipl-phys. BUSE · sowuppertal-barme

   Ansprüche :

   1, Stopfbuchsenloses Elektroventil, bei dem der Ventilkörper (7) mit einem unter der Einwirkung einer Erregerspule (24) stehenden Magnetanker (18) verbunden ist und durch eine in einem Magnetkern (36) angeordnete Seder (46) von einstellbarer Kraft in Richtung auf seinen Sitz (6) hin gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (s) eines im Schliesszustand des Ventils zwischen dem Magnetkern (36) und dem durch einen Pederbalg (22) gegenüber dem Inneren des Yentilgehäuses (1) abgedichteten Magnetanker (18) bestehenden Luftspaltes einstellbar ist.
2. 2. Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (36) im Deckel (26) eines die Erregerspule (24) enthaltenden, ferromagnetischen G-ehäuses (15) versehraubbar ist, und dass die Kraft der Feder (46) durch Yerschrauben eines G-ewindezapfens (47) in dem Magnetkern (36) veränderbar ist.
3. 3. Elektroventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem oberen, mit Aussengewinde (37) versehenen Ende des "Magnetkernes (36) eine Kappe (39) aufgeschraubt ist, die eine zur Aufnahme einer Kontermutter (41) dienende Ringnut (42) aufweist.
4. 4, Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (s) des Luftspaltes gleich dem maximalen Öffnungshub des Ventilkörpers (7) ist.
5. 5. Eleki?roventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Ventilkörpers (7) zwischen der Schliesslage und
   der maximalen Öffnungslage durch Einstellung des Erregerstromes eindeutig einstellbar ist.
6. 6« Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (36) und der Magnetanker (18) von entgegengesetzten
   Seiten in ein Spulenrohr (3o) hineinragen, auf dem die Erregerspule (24-) gewickelt ist.
7. 7. Slektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Bodens (21) des ffederbalges (22) mindestens

   1,5-mal so gross ist wie der Durchmesser der durch den Yentilkörper (7) im Schliesszustand abgeschlossenen Ventildurchgangsbohrung (5)·
8. 8. Elektroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unbelastete Pederbalg (22) innenseitig mindestens nahezu am
   unteren Teil des Magnetankers (18) anliegt.